不同加工方法对花生中锰、铁、铜四种微量元素含量影响的对比分析.doc

不同加工方法对花生中锰、铁、铜四种微量元素含量影响的对比分析化学生物学 2008级 席红攀指导教师 吴明君 副教授摘 要：本次研究采用水煮、盐水煮、橙皮醋煮、大豆油炸、菜籽油炸五种方式，对市售花生进行处理，用原子吸收分光光度法对生花生和处理花生消化液中微量元素锰、铁、铜进行测量，结果用橙皮醋煮花生得到的微量元素最多，分别为锰0.0283 ug/g、铁0.1224 ug/g、铜0.0172 ug/g，提取率分别为锰113.6%、铁61.1%、铜104.4%。关键词：市售花生，原子吸收，提取率Different processing methods to peanut and fierce, iron, copper four kinds of trace elements in the comparison of the influenceXI Hong-pan Chemical Biology, Grade 2008Directed by WU Ming-jun (Associate Professor)Abstract：This study used boiled, salt water boil, orange peel vinegar boil, soybean Fried, rapeseed Fried five kind of way, on the sold peanut processing, with atomic absorption spectrophotometry, opposite peanuts and peanut processing of trace element in the digestive juices manganese and iron, copper measurement results with orange peel boiled peanuts vinegar get most trace elements, respectively, for manganese 0.0283 ug/g, iron 0.1224 ug/g, copper 0.0172 ug/g, respectively 113.6%, the yield of manganese, copper iron 61.1% 104.4%.Key words: The sold peanuts AAS UV spectrophotometry Extraction rate花生(Arachis L)又名金果、长寿果、长果、金果花生、地果、唐人豆，为豆科落花生属，和黄豆一同被誉为“植物肉”“素中之荤”,是全球最重要的四大油料作物（油菜、大豆、花生、芝麻）之一，种植面积仅次于油菜，居油料作物第二位，在世界油脂生产中具有举足轻重的地位。花生仁含有丰富化学成分，已发现的各种化合物达数十种 , 且在不断地发现新的成分，主要包括维生素、不饱和脂肪酸、胆固醇、核黄素、尼克酸、黄酮类化合物等 。花生不饱和脂肪酸具有明显的降低胆固醇、防止动脉硬化、补气养血、美容的作用1；花生黄铜具有明显的抗衰老作用；花生维生素对降低心血管疾病和癌症的发病率效果显著2；长醇则是一种有效的造血干细胞分化增殖促进剂。研究表明，花生的营养价值极高，主要表现在保护皮肤、抗氧化作用、延缓脑力功能衰竭、提高智力、降低心血管疾病发生危险等方面的生物活性功能。其生物活性除与它的有效成分黄酮和不饱和脂肪酸有关外，还与其丰富的微量元素的含量有协同作用。本实验针对与心脑疾病有密切关系的铜、锰、铁等微量元素进行研究，为进一步开发和利用花生资源以及合理食用花生提供科学依据。铜是生命所必需的微量元素之一，它在生物系统中起着独特的催化作用，能促进造血机能，调节铁的吸收和利用，维护毛发正常结构及神经系统的结构和功能，维护心血管与骨骼的健康，促进生长发育，保证内分泌功能的正常，具有多种生理功能4-6。锰是人体所必需的微量元素，对于维持人的正常生命活动发挥着重要作用，锰参与许多酶的合成与激活，参与人体糖、脂肪的代谢，加快蛋白质、维生素C、维生素B 的合成，催化造血机能，调节内分泌，提高机体免疫功能。锰的缺乏将会导致侏儒症、贫血、支气管哮喘、帕金森氏病(震颤性麻痹，PD)，对婴幼儿的智力发育也有一定的影响7-8。铁在生物体内与多种酶蛋白的合成和细胞激素及色素的代谢， 具有参与造血，并形成血红蛋白、肌红蛋白，参与氧的携带和运输的作用； 促使人体内T 淋巴细胞、血清补体活性、吞噬细胞功能、中性白细胞的杀菌能力保持正常。研究表明，缺铁会引起血色病(血色素沉积) 、肝功能异常、心肌损伤和糖尿病、肿瘤、骨质疏松等症状10-12。本实验采用火焰原子吸收分光光度法对不同处理的花生中与心脑疾病有密切关系的铜、锰、铁等微量元素进行研究，以证明如何食用花生，才能更好的利用其中的微量元素，同时填补部分研究空白，为进一步开发和利用花生资源提供科学依据。2 材料与方法2.1 供试材料市售生花生、食用盐（超市购买）、食用米醋（超市购买）、橙皮（药店购买）、花生油、大豆油、菜籽油（超市购买）2.2 化学试剂浓硝酸、高氯酸、浓硫酸、双氧水、乙酸钠、盐酸、去离子水铜锰铁准液（国家钢铁材料测试中心提供标准储备液，浓度为1000 gmL-1，用时稀释至所需浓度）、浓H2SO4(AR)、浓HNO3(AR)、HCl（0.5mol/L）、HClO4(AR)、H2O2（30%）、去离子水。2.3 仪器设备火焰原子吸收分光光度计（AA-6300，日本岛津）；电子天平(BT124S，北京赛多利斯仪器系统有限公司）；超纯水设备（KL-UP-20，台湾艾柯）；烘箱、电热板、电炉、干燥器、定量滤纸、分析专用称量纸、铜锅；磨口瓶、研钵、聚四氟乙烯烧杯、量杯、玻璃棒、容量瓶（25mL、100mL、250mL）、烧杯（250mL）、胶头滴管、移液管（1mL，2mL，5mL，10mL）等使用前均在10%HNO3水溶液中浸泡12h以上并先后用蒸馏水和去离子水润洗三次。2.4 实验方法2.4.1 供试材料前处理 2.4.1.1水煮花生取市售花生，剥去外壳，称取100g放入1号铜锅中，加适量的去离子水，放在电炉上开始加热，待去离子水出现微沸开始计时，煮沸20min后取出，放入烧杯中备用，平行试验三次。2.4.1.2盐水煮花生取市售花生，剥去外壳，称取100g放入2号铜锅中，加适量的去离子水和食盐（500mL去离子水：8g食盐），放在电炉上开始加热，待去离子水出现微沸开始计时，煮沸20min后取出，放入烧杯中备用，平行试验三次。2.4.1.3橙皮醋煮花生 取市售花生，剥去外壳，称取100g放入3号铜锅中，加入橙皮5g、食醋15g和适量的去离子水，放在电炉上开始加热，待去离子水出现微沸开始计时，煮沸20min后取出，放入烧杯中备用，平行试验三次。2.4.1.4油炸花生取市售花生，剥去外壳，称取100g两份， 在4号和5号铜锅中分别放入大豆油、菜籽油中，放在电炉上开始加热，待油温上升放入称好的花生油炸，待炸制花生表面金黄时，取出，放入烧杯中备用，平行试验三次。2.4.1.5湿法消解将100g市售的生花生和不同方法处理的花生分别置于干净烧杯中放入恒温式干燥箱中 (约105)烘 3h，取出冷却到室温后研细，转入磨口瓶中保存。准确称取0. 5xxx克于聚四氟乙烯烧杯中，加入15mL混合酸（浓硝酸：浓硫酸:高氯酸=4:1:1），放置过夜，于电热板上控制适宜电压（先100V，待冒白烟时升至150V）加热消化，在消化过程中如出现颜色变深则滴加H2O2直至试液澄清，继续加热近干得澄清溶液，放至室温后转入25mL容量瓶，用少量去离子水润洗聚四氟乙烯烧杯数次，用 0.2 %的硝酸定容备用。平行实验三次同时做消化空白液一份备用。2.4.2锰的测定2.4.2.1标准曲线绘制配置标准溶液系列0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0ug/mL，在下述条件13，14下测定标准系列吸光度（表1）：锰空心阴极灯，灯电流10 mA，波长279.23 nm，狭缝宽0.2 nm；燃烧器高度7 cm；乙炔2.0 L/min，压缩空气15.0 L/min。表1 标准溶液吸光度表Table 1 Standard Solution Absorbance Table浓度0.1 0.2 0.4 0.8 1.0 吸光度0.0125 0.0248 0.0545 0.1134 0.1425 实验得到标准曲线方程为A=0.1457C-0.0033，相关系数R2=0.9998，表明锰元素在0.11.0ug/mL范围内吸光度与浓度呈较好线性关系，标准曲线如图1所示。图1 锰标准曲线Figure 1 Standard curve of Mn2.4.2.2样品测定取各样品溶液震荡摇匀，在实验条件下平行测定三次记录平均值。实验吸光度记录如表2：表2 样品吸光度测定Table 2 sample absorbance measurement实验次数生花生水煮花生盐水煮花生橙皮醋煮花生大豆油炸花生菜籽油炸花生10.07980.07030.07160.08090.07210.072520.07870.07450.06710.07950.07250.068330.08020.0680.07280.08150.0710.0679平均0.07960.07090.07050.08060.07190.0696由表2中平均吸光度值结合工作曲线计算样品溶液锰浓度，再根据稀释倍数（25倍）及三次平行试验所称取样品的平均质量计算样品中锰元素含量及提取率，结果见表3：表3 样品中锰含量Table 3 Mn-content in the samples生花生水煮花生盐水煮花生橙皮醋煮花生大豆油炸花生菜籽油炸花生样品均重（g） 0.50250.50440.5022 0.50270.50180.5006浓度(ug/mL)0.5623 0.5031 0.5004 0.5689 0.5099 0.4949 含量(ug/g)0.0280 0.0249 0.0249 0.0283 0.0254 0.0247 提取率(%)10089.1 99.9 113.6 89.8 97.3 表3表明，不同处理方式对锰的提取率有较大影响，橙皮醋煮花生（113.6%）明显高于其他处理，并且高于生花生中锰的含量。2.4.3铁的测定2.4.2.1标准曲线绘制配置标准溶液系列1.0，2.0，3.0，4.0，5.0ug/mL，在下述条件13，14下测定标准系列吸光度（表4）：铁空心阴极灯，灯电流12 mA，波长248.20 nm，狭缝宽0.2 nm；燃烧器高度9 cm；乙炔2.2 L/min，压缩空气15.0 L/min。表4 标准溶液吸光度表Table 4 Standard Solution Absorbance Table浓度1.0 2.03.0 4.05.0 吸光度0.0428 0.1064 0.1609 0.2266 0.2863 实验得到标准曲线方程为A=0.0605C-0.0174，相关系数R2=0.9997，表明铁元素在1.05.0ug/mL范围内吸光度与浓度呈较好线性关系，标准曲线如图2所示。图2 铁标准曲线Figure 2 Standard curve of Fe2.4.3.2样品测定取各样品溶液震荡摇匀，在实验条件下平行测定三次记录平均值。实验吸光度记录如表5：表5样品吸光度测定Table 5 sample absorbance measurement实验次数生花生水煮花生盐水煮花生橙皮醋煮花生大豆油炸花生菜籽油炸花生10.22750.07510.10080.13010.12530.082520.22230.07230.09250.13220.11480.077530.22950.06530.08620.13160.12070.0841平均0.2264 0.0709 0.0932 0.1313 0.1203 0.0814 由表5中平均吸光度值结合工作曲线计算样品溶液铁浓度，再根据稀释倍数（25倍）及三次平行试验所称取样品的平均质量计算样品中铁元素含量及提取率，结果见表6：表6 样品中铁含量Table 6 Fe-content in the samples生花生水煮花生盐水煮花生橙皮醋煮花生大豆油炸花生菜籽油炸花生样品均重（g） 0.50250.50440.50220.50270.50180.5006浓度(ug/mL)4.0298 1.4599 1.8283 2.4576 2.2759 1.6333 含量(ug/g)0.2005 0.0724 0.0910 0.1224 0.1132 0.0816 提取率(%)100.0 36.1 45.4 61.1 56.5 40.7 表6表明，不同处理方式对铁的提取率有较大影响，橙皮醋煮花生（61.1%）明显高于其他处理。2.4.4铜的测定2.4.4.1标准曲线绘制配置标准溶液系列0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0ug/mL，在下述条件13，14下测定标准系列吸光度（表7）：铜空心阴极灯，灯电流6mA，波长324.57 nm，狭缝宽0.7 nm；燃烧器高度7 cm；乙炔1.8 L/min，压缩空气15.0 L/min。表7 标准溶液吸光度表Table 7 Standard Solution Absorbance Table浓度0.1 0.2 0.4 0.8 1.0 吸光度0.0059 0.0167 0.0331 0.0706 0.0895 实验得到标准曲线方程为A=0.0947C-0.0052，相关系数R2=0.9992，表明铜元素在0.11.0ug/mL范围内吸光度与浓度呈较好线性关系，标准曲线如图3所示。图3 铜标准曲线Figure 3 Standard curve of Cu2.4.3.2样品测定取各样品溶液震荡摇匀，在实验条件下平行测定三次记录平均值。实验吸光度记录如表8：表8样品吸光度测定Table 8 sample absorbance measurement实验次数生花生水煮花生盐水煮花生橙皮醋煮花生大豆油炸花生菜籽油炸花生10.22750.07510.10080.13010.12530.082520.22230.07230.09250.13220.11480.077530.22950.06530.08620.13160.12070.0841平均0.2264 0.0709 0.0932 0.1313 0.1203 0.0814 由表9中平均吸光度值结合工作曲线计算样品溶液铜浓度，再根据稀释倍数（25倍）及三次平行试验所称取样品的平均质量计算样品中铜元素含量及提取率，结果见表9：表9 样品中铜含量Table 9 Cu-content in the samples生花生水煮花生盐水煮花生橙皮醋煮花生大豆油炸花生菜籽油炸花生样品均重（g） 0.50250.50440.50220.50270.50180.5006浓度(ug/mL)0.3310 0.2507 0.2591 0.34580.26550.3035含量(ug/g)0.0165 0.0124 0.0129 0.0172 0.01320.0152提取率(%)100.0 75.5 78.3 104.4 80.3 92.0 表9表明，不同处理方式对铜的提取率有较大影响，橙皮醋煮花生（104.4%）明显高于其他处理，并且高于生花生中锰的含量。3 结果与分析3.2.1检出限与回收率参考文献19-20的方法，在实验条件下，平行测定空白溶液11次，以标准偏差的3倍所对应的浓度值作为检测限；采用标准加入法测定相应的回收率。实验测得火焰原子吸收法测锰的检出限为0.1250 ug/mL，回收率为98.44%；铁的检出限为0.1548 ug/mL，回收率为99.95%；铜的检出限为0.0506ug/mL，回收率为100.25%。4 结论4.1方法评价本研究是在已有相关报道基础上，对生花生进行水煮、盐水煮、橙皮醋煮、大豆油炸、菜籽油炸五种方式处理研究微量元素的含量及提取率，以探索哪种处理方法能够更多的补充人体必需的锰、铁、铜等微量元素。实验模拟日常食用花生的习惯，采用对花生进行消化处理，通过计算模拟处理所得花生中微量元素的变化计算提取率，实验操作简单，可靠性高。4.2实验结果本次研究得出不同处理方式对花生中微量元素的提取率有较大影响，其中用橙皮醋煮花生得到的微量元素最多，分别为锰0.0283 ug/g、铁0.1224 ug/g、铜0.0172 ug/g；提取率分别为锰113.6%、铁61.1%、铜104.4%。初步证明经常饮用橙皮醋煮花生可更多的补充人体对锰、铁和铜的需求，为进一步研究提供基础和依据。参考文献1 吕巨智，梁和，张智猛等.花生的营养成分及保健价值. J .中国食品与营养， 2009，2.2张忠信，朱松，刘莉娜等.花生的营养成分与食疗方剂. J .中国食物与营养， 2007， 113 秦俊法，华楝，李增禧. 微量元素与心血管疾病. J . 广东微量元素科学， 2002， 9（11）4辛士刚，王莹，张珂等. 微波消解ICP-AES 测定黑花生和红花生中的微量元素含量. J .光谱实验室， 2009，26（6）5 吴茂江，涂长信.铜与人体健康. J .微量元素与健康研究，2001,10. 22 (5) 6 董丙坤，徐慧琴. 原子吸收分光光度法侧定蔬菜水果中的微量元素铜. J . 农业科学研究，2008，17 崔惠平. 中药微量元素的研究. J . 世界元素医学，2006，12，13（4）8侯振江，周秀艳.微量元素与疾病.J.微量元素与健康研究，2004，21（6）：16-17.9李青仁，苏斌，李春梅等. 微量元素锰与人体健康.J.世界元素医学，2008，15（4）10徐素萍.微量元素铁与人